《先进制造技术》教案 第7课 先进制造工艺技术（二）.docxVIP

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课题

第七课先进制造工艺技术（二）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）掌握精密锻造的基本概念、工艺方法和发展趋势

（2）掌握精密冲裁技术的基本概念、技术特征、工艺过程和发展趋势

（3）掌握精密焊接的基本概念、分类和主要应用领域

（4）掌握快速原型制造技术的基本概念、原理、特点、工艺方法和应用

素质目标：

培养作为一名机械专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础

教学重难点

教学重点：精密锻造、精密冲裁、精密焊接和快速原型制造技术的基本概念和工艺方法

教学难点：精密锻造、精密冲裁、精密焊接和快速原型制造技术的工艺方法

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

新课预热

【教师】讲一些先进制造技术的案例

【学生】聆听、记录、理解

问题导入

【教师】提出以下问题：

什么是精密锻造工艺？

【学生】聆听、思考、举手回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解精密锻造、精密冲裁、精密焊接和快速原型制造技术的工艺方法及其相关内容等知识

3.2.3精密锻造

1．精密锻造的基本概念

精密锻造是指零件锻造成型后，只需少量加工或不再加工即符合零件要求的成型技术。该加工方法的优点包括速度快，模具成型产品精度高，一致性好，适合大批量生产，可以生产特殊的材料和制品，减轻制品的质量，提高产品的安全性、可靠性和使用寿命等。

2．精密锻造工艺方法

【教师】提出问题：

你知道的精密锻造工艺有哪些？

【学生】聆听、思考、举手回答

【教师】总结学生的回答，并讲解新知

（1）冷精锻工艺

冷精锻工艺是在室温下进行的精密锻造工艺，利用该方法制造出的工件具有形状和尺寸较容易控制，强度和精度高，表面质量好等优点。冷锻材料可分为有色金属和黑色金属，如银、铝、镍、钛及其合金，低、中碳钢及不锈钢等。冷锻选材时应该考虑使用要求和工艺要求，根据产品零件要求的物理、化学和力学性能指标确定合适的材料。在锻造之前需对材料进行软化处理，坯料要进行表面处理与润滑处理，这样可以降低冷挤压力，提高模具的寿命。

目前，冷精锻技术是生产汽车、摩托车及自行车等机械产品的首选。螺旋花键轴、蜗杆类零件等，大都采用冷滚扎成型；端面齿、小尺寸的直齿圆锥齿轮等零件，大都采用冷摆碾成型；轿车齿轮也需采用冷精锻工艺。

（2）热精锻工艺

热精锻工艺是指在再结晶温度之上进行的精密锻造工艺，其常用的工艺方法为闭式模锻，由于这种方法会存在下料不准、模具设计制造精度不足等问题，因此最后合模阶段变形抗力很大，对设备和模具会造成较大伤害。一般的解决方法是采用分流降压原理，即在封闭型腔最后充满的地方设置形状与尺寸大小合理的分流降压腔孔。

热精锻材料变形抗力低、塑性好，易成型较复杂工件，但是因强烈氧化作用，工件表面质量和尺寸精度较低。

（3）温精锻工艺

温精锻工艺是在再结晶温度之下某个合适的温度进行的精密锻造工艺。温精锻工艺克服了冷精锻工艺中变形抗力大、零件形状不能太复杂、需要中间热处理和表面处理工序的局限性，同时还解决了热精锻中因强烈氧化作用而降低表面质量和尺寸精度的问题。但是温精锻工艺由于锻造温度低、锻造温度范围狭窄、锻造范围要求较严格等原因，需要高精度专门设备，而且对模具结构和模具材料要求也较高。

（4）复合精锻工艺

随着对精锻工件的形状和精度要求的不断提高，单一的冷、温、热锻已无法满足要求。为此产生了复合精锻工艺，它是将冷、温、热锻工艺进行组合，共同完成一个工件锻造的方法。它既具有冷、温、热锻的优点，又摒弃了它们的缺点。利用复合精锻工艺生产的工件，其机械性能、尺寸精度、表面粗糙度等方面比机械加工和热锻都有所提高。

（5）等温精锻工艺

等温精锻工艺是指坯料在趋于恒定的温度下模锻成型的精密锻造工艺。为保证恒温成型条件，模具也必须加热到与坯料相同的温度。等温精锻工艺主要用于锻造变形温度较窄的金属材料，尤其是对变形温度非常敏感的钛合金，同时还适用于具有薄的腹板、高筋和薄壁的零件锻造。

3．精密锻造技术的发展趋势

随着制造业的发展，精密锻造技术的应用越来越广泛，对技术的要求也越来越高，主要发展方向有以下几个方面。

（1）锻造过程的计算机模拟

针对锻件内部常存在的严重缩孔、偏析、晶粒粗大等缺陷，建立多场耦合的数值模拟模型，以计算机模拟代替锻造试验，已成为研究锻件成型规律最有力的手段之一。计算机模拟是在以高温高压为主要特征的工艺过程中形成的，其中的温度场、应力场、应变场和应变速率场与材料的化学成分一起决定了